エンボス装置、バックアップロール、加工品の製造方法、および、バックアップロールの製造方法
【課題】原反に凹凸柄を形成するエンボス装置であって、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することができるエンボス装置を提供する。
【解決手段】エンボス装置１０は、原反５０に形成すべき凹凸柄５５に対応した凹凸形状を有するエンボス型面２５を有するエンボスロール２０と、エンボスロールに対向して配置され、エンボスロールとの間で原反を圧するようになるバックアップロール３０と、を備える。バックアップロールは、心部材３２と、心部材上に設けられ、エンボスロールのエンボス型面と対面する表層部３４と、を有する。表層部は、樹脂３６を含む基部層３４と、基部層上に形成されためっき層３８と、を有する。
【解決手段】エンボス装置１０は、原反５０に形成すべき凹凸柄５５に対応した凹凸形状を有するエンボス型面２５を有するエンボスロール２０と、エンボスロールに対向して配置され、エンボスロールとの間で原反を圧するようになるバックアップロール３０と、を備える。バックアップロールは、心部材３２と、心部材上に設けられ、エンボスロールのエンボス型面と対面する表層部３４と、を有する。表層部は、樹脂３６を含む基部層３４と、基部層上に形成されためっき層３８と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に係り、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することができるエンボス装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に用いられるバックアップロールに係り、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することを可能にするバックアップロールに関する。
【０００３】
さらに、本発明は、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造する製造方法に係り、とりわけ、高い稼働率で効率的に加工品を製造することができる加工品の製造方法に関する。
【０００４】
さらに、本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に用いられるバックアップロールの製造方法に係り、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することを可能にするバックアップロールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
今般、例えば特許文献１に示すように、エンボス加工は広く普及した加工方法となっている。特許文献１には、原反にエンボス加工を施すことにより、離型紙（加工品）を製造する方法が開示されている。この離型紙は、合皮製品、化粧シート、内装材等のシート状材料を作製するための型紙として用いられる。
【０００６】
一般的に、原反のような比較的に薄い被加工体にエンボス加工を施す場合、エンボス加工に用いられるエンボス装置は、エンボス型面を有したエンボスロールと、エンボスロールに対向して配置されたバックアップロールと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２０５３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
エンボス型面によって押圧されるようになるバックアップロールの表層部は、エンボス型面上に形成された凹凸形状に対応して変形可能であり、かつ、少なくとも一時的に変形状態を維持することができるように構成されていることが好ましい。このようなバックアップロールによれば、原反に対してエンボス加工を施す前に、エンボスロールおよびバックアップロールを空運転（空転）しておくことによって、エンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状をバックアップロールの表層部に形成することができる。バックアップロールにメス型が作製されていれば、加工圧を大幅に上昇させることなく、原反に凹凸形状を精度良く転写することができるようになる。
【０００９】
ところで、バックアップロールの表層部の材料として弾性変形しにくい材料、例えば金属を用いた場合、空運転によってバックアップロールにメス型を形成することができない。金属製のバックアップロールの表層部に凹凸形状を形成するには、エッチングによるパターニング等の複雑な処理を表層部に施さなければならなくなる。一方、バックアップロールの表層部の材料として弾性変形しやすい材料、例えば樹脂を用いた場合、バックアップロールの表層部に微細な凹凸形状を維持することができない。
【００１０】
このような点を考慮して、紙や羊毛等の繊維を押し固めてなる表層部を有したペーパーロールがバックアップロールとして用いられている。しかしながら、ペーパーロールを用いた場合であっても、バックアップロールに予め形成された凹凸形状は、加工時間の経過にともなって次第に平坦化されていく。バックアップロールの凹凸形状が平坦化されると、原反に転写される凹凸柄も平坦化してしまう。
【００１１】
この不都合を回避するためには、エンボス加工を中断して、エンボスロールおよびバックアップロールを空運転し、バックアップロールの表層部に凹凸形状を再形成（型入れ）しなければならない。
【００１２】
また、バックアップロールの表層部への型入れの必要性を判断するためには、エンボス加工を施された加工品の品質を都度確認することも必要となる。しかしながら、加工品の検査は、凹凸柄が複雑であれば、極めて煩雑となり、長時間（例えば１時間）を要する。このため、現実の生産においては、エンボス加工を施された加工品の品質を現場で確認することなく、安全を見て、早目に、例えば３〜４時間おきに定期的に型入れ作業を行うようにすることもある。
【００１３】
すなわち、現状では、エンボス型面に対応した凹凸形状を空運転で形成され得るバックアップロールを有したエンボス装置を、優れた稼働率で稼働させ、原反に凹凸柄を形成して十分な生産効率で加工品を製造することができていない。本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置であって、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することができるエンボス装置を提供することを目的とする。また、本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に用いられるバックアップロールであって、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することを可能にするバックアップロールを提供することを目的とする。さらに、本発明は、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造する製造方法であって、とりわけ、効率的に加工品を製造することができる加工品の製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に用いられるバックアップロールの製造方法であって、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することを可能にするバックアップロールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるエンボス装置は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置であって、前記原反に形成すべき凹凸柄に対応した凹凸形状を有するエンボス型面を、有するエンボスロールと、前記エンボスロールに対向して配置され、前記エンボスロールとの間で前記原反を圧するようになるバックアップロールと、を備え、前記バックアップロールは、心部材と、前記心部材上に設けられ、前記エンボスロールの前記エンボス型面と対面する表層部と、を有し、前記表層部は、樹脂を含む基部層と、前記基部層上に形成されためっき層と、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明によるバックアップロールは、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置のエンボスロールに対向して配置されるバックアップロールであって、心部材と、心部材上に設けられた表層部であって、前記エンボスロールに形成されたエンボス型面と対面する表層部と、を備え、前記表層部は、樹脂を含む基部層と、前記基部層上に形成されためっき層と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記基部層の前記樹脂は導電性を有し、前記めっき層は、電解めっきにより前記基部層の前記導電性樹脂上に形成された層であるようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記基部層の前記樹脂は、硬化処理を施された反応硬化性の樹脂であるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記基部層は、前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含むようにしてもよい。このような本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記めっき層は、前記金属粒子をめっきの核として電解めっきにより前記基部層の前記導電性樹脂上に形成された層であるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記金属粒子は、２０μｍ以上４００μｍ以下の平均粒径を有していてもよい。このような本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記表層部内で前記金属粒子が占める体積割合は、６０％以上９０％以下であるようにしてもよい。また、このような本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記金属粒子は、アルミニウム、銅、鉄、または、これらの合金であるようにしてもよい。さらに、本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記バックアップロールの前記表層部には、前記エンボス型面の前記凹凸形状に対応した凹凸形状が形成されていてもよい。
【００２０】
本発明による加工品の製造方法は、上述した本発明によるいずれかのエンボス装置を用い、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造する製造方法であって、前記エンボスロールと、前記基部層を形成された前記心部材と、を空運転させ、前記エンボスロールのエンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状を、前記前記基部層に形成する工程と、凹凸形状を形成された前記基部層上にめっき層を形成して、前記バックアップロールを得る工程と、前記原反を間に挟んだ状態で前記エンボスロールおよび前記バックアップロールを回転させ、前記原反に凹凸柄を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明によるバックアップロールの製造方法は、上述したいずれかの本発明によるバックアップロールを製造する製造方法であって、前記エンボスロールと、前記基部層を形成された前記心部材と、を空運転させ、前記エンボスロールのエンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状を、前記基部層に形成する工程と、凹凸形状を形成された前記基部層上にめっき層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明による加工品を製造する方法または本発明によるバックアップロールを製造する方法において、前記基部層の前記樹脂は導電性を有し、前記めっき工程において、前記めっき層は電解めっきにより前記基部層の導電性樹脂上に形成されるようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明による加工品を製造する方法または本発明によるバックアップロールを製造する方法において、前記基部層の前記樹脂は反応硬化性の樹脂であり、前記製造方法は、前記空運転工程後に実施される工程であって、凹凸形状を形成された前記基部層の前記反応硬化性の樹脂を硬化させる硬化工程を、さらに備えるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、本発明による加工品を製造する方法または本発明によるバックアップロールを製造する方法において、前記基部層は、前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含んでいるようにしてもよい。
【００２５】
本発明による第１のロール基材は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置のエンボスロールに対向して配置されるバックアップロールを作製するための基材であって、心部材と、心部材上に設けられた基部層と、を備え、前記基部層は導電性樹脂を含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明による第２のロール基材は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置のエンボスロールに対向して配置されるバックアップロールを作製するための基材であって、心部材と、心部材上に設けられた基部層と、を備え、前記基部層は前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、優れた効率で原反にエンボス加工を行うことができる。これにより、加工費用を低下させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であり、エンボス装置、エンボス装置に組み込まれたバックアップロール、および、エンボス装置による加工品の製造方法を示す斜視図である。
【図２】図２は、バックアップロールを示す断面図である。
【図３】図３は、空運転工程を説明するための図である。
【図４】図４は、硬化工程を説明するための図である。
【図５】図５は、めっき工程を説明するための図である。
【図６】図６は、エンボス加工工程を説明するための図である。
【図７】図７は、空運転工程におけるバックアップロールの基部層の推定され得る変形プロセスを説明するための断面図である。
【図８】図８は、空運転工程におけるバックアップロールの基部層の推定され得る変形プロセスを説明するための断面図である。
【図９】図９は、空運転工程におけるバックアップロールの基部層の推定され得る変形プロセスを説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００３０】
図１乃至図９は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうちまず、図１および図２を参照して、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造するエンボス装置について説明する。ここで、図１は、エンボス装置およびエンボス装置による加工品の製造方法を説明するための斜視図である。また、図２は、エンボス装置のバックアップロールを示す断面図である。
【００３１】
図１に示すように、エンボス装置１０は、エンボスロール２０と、エンボスロール２０に対向して配置され、エンボスロール２０との間で原反５０を圧するようになるバックアップロール３０と、を備えている。また、エンボス装置１０は、エンボスロール２０およびバックアップロール３０の間に向けて原反５０を供給する原反供給装置（図示せず）をさらに備えている。
【００３２】
図１に示すように、エンボスロール２０およびバックアップロール３０は、それぞれ、円柱状または円筒状に形成されている。エンボスロール２０およびバックアップロール３０は、それぞれの外周面が対向するように配置されている。また、エンボスロール２０およびバックアップロール３０は、それぞれの中心軸線Ｌ１，Ｌ２が平行となるように配置されている。エンボスロール２０およびバックアップロール３０は、それぞれの中心軸線Ｌ１，Ｌ２を中心として回転可能となっている。
【００３３】
また、エンボス装置１０は、図示しない制御装置をさらに備えている。制御装置は、エンボスロール２０の回転駆動機構、バックアップロール３０の回転駆動機構および原反供給装置に接続されている。そして、制御装置は、エンボスロール２０の回転、バックアップロール３０の回転、原反５０の供給等を制御するように構成されている。
【００３４】
エンボスロール２０は、その外周面上に形成された凹凸形状を含むエンボス型面２５を有している。エンボス型面２５は、図１に示すように、原反供給装置から供給される原反５０に当接するようになる。図１に示すように、エンボス型面２５は、原反５０に形成すべき凹凸柄５５に対応した凹凸形状を有している。エンボス型面２５の凹凸形状は、製造される加工品の用途等に応じ、種々の粗さや深さを含んだ凹凸形状として構成される。一例として、製造されるべき加工品６０が合成皮革用の離型紙（型紙）である場合には、エンボス型面２５の凹凸形状は、原反５０に皮模様を付与し得るように構成される。エンボスロール２０は、エンボス型面２５を含むその全体を、銅や鉄等の金属によって構成され得る。
【００３５】
次に、エンボスロール２０に対向して配置されたバックアップロール３０について説明する。バックアップロール３０は、エンボスロール２０と略同一の外径、例えば２００ｍｍ〜４００ｍｍの外径を有している。バックアップロール３０は、エンボスロール２０と同期して、エンボスロール２０の周速度と略同一の周速度で回転することができるように構成されている。
【００３６】
図１に示すように、バックアップロール３０は、円柱状または円筒状に形成された心部材３２と、心部材３２上に形成された表層部３３と、を有している。心部材３２は、表層部３３を安定して支持することができるように構成されている。具体的には、心部材３２は、例えば鉄や銅等の高剛性の金属により、円柱状または円筒状に形成されている。
【００３７】
図１に示すように、表層部３３は、エンボスロール２０のエンボス型面２５と対面している。表層部３３には、エンボス型面２５の凹凸形状に対応した凹凸形状が形成されている。図２に示すように、表層部３３は、心部材３２上に設けられた基部層３４と、基部層３４上に形成されためっき層３８と、を有している。
【００３８】
図２に示すように、基部層３４は、樹脂３６と、樹脂３６中に分散された金属粒子３５と、を含んでいる。樹脂３６は、多数の金属粒子３５の間を埋めるバインダー樹脂として機能し、多数の金属粒子３５を保持している。基部層３４の厚みは、適宜設定することができる。一例として、合成皮革用の離型紙を加工品６０として作製する場合には、基部層３４の厚みを５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。
【００３９】
本実施の形態において、樹脂３６は、導電性を有する導電性樹脂からなっている。そして、この樹脂３６は、めっき層３８を電解めっきにより形成する際のめっきの核として機能する。このような樹脂３６としては、銀ペーストや、導電性フィラーを含んだ樹脂が例示される。
【００４０】
また本実施の形態において、樹脂３６は、反応硬化性樹脂として形成されている。ここで、反応硬化性樹脂とは、反応させることにより硬化する樹脂のことであり、典型的な例としては、熱に反応して硬化する熱硬化性樹脂、光に反応して硬化する光反応性樹脂等が挙げられる。また、光反応性樹脂としては、電子線を照射されると反応を開始して硬化する電子線硬化型樹脂や、紫外線を照射されると反応を開始して硬化する紫外線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。本変形例において、反応硬化性樹脂の硬化形態は、特に限定されず、適宜選択され得る。一例として、以下の説明においては、樹脂３６が熱硬化性樹脂なる例を説明する。後述するように、樹脂３６が反応硬化性樹脂である場合、表層部３３（基部層３４）に凹凸形状を形成した後に、この樹脂３６を硬化させることにより、表層部３３（基部層３４）の平坦化を防止し、表層部３３（基部層３４）に形成された凹凸形状を効果的に維持することが可能となる。
【００４１】
金属粒子３５をなす材料としては、種々の金属を選択することができ、一例として、アルミニウム、銅、鉄、または、これらの合金を用いることができる。なお、樹脂３６をなす材料の強度と、金属粒子３５をなす材料の強度と、が大きく異なっていることが好ましい。この場合、後述するように、金属粒子を塑性変形させて形成された表層部３３（基部層３４）の凹凸形状を、樹脂３６の復元力等に抗して、効果的に維持することができる。
【００４２】
また、多数の金属粒子３５の平均粒径は、例えばエンボス型面２５の凹凸形状に対応して、種々の値に設定され得る。一例として、合成皮革用の離型紙を加工品６０として作製する場合には、多数の金属粒子３５の平均粒径を、２０μｍ以上４００μｍ以下とすることができる。この場合、後に詳述する作用効果が極めて有効に発揮されることを期待することができる。なお、金属粒子３５の形状は、球形状である必要はなく、例えば線状等の種々の形状に設定され得る。
【００４３】
さらに、基部層３４において、金属粒子３５と樹脂３６とは、種々の配合比で配合され得る。例えば、アルミニウム、銅、鉄、または、これらの合金からなる金属粒子３５と、ＰＥＴまたはこれと同程度の強度を有する樹脂からなる樹脂３６と、を用い、エンボス加工装置１０によって合成皮革用の離型紙を加工品６０として作製する場合には、金属粒子３５と樹脂３６とを、６：４〜９：１の体積比率で配合することができる。言い換えると、基部層３４内で金属粒子３５が占める体積割合を、例えば６０％以上９０％以下とすることができる。この場合、後に詳述する作用効果が極めて有効に発揮されることを期待することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態において、金属粒子３５は、めっき層３８を形成する際に電解めっきの核としても機能し得る。そして、一定の厚みを有しためっき層３８を形成する観点から、金属粒子３５の平均粒径を小さくするとともに、多量の金属粒子３５がバインダー樹脂３６中にむらなく分散されていることが好ましい。
【００４５】
めっき層３８は、基部層３４上を被覆するように形成される。本実施の形態において、めっき層３８は、電解めっきにより形成された銅、ニッケル、クロム等からなる金属層として形成されている。めっき層３８は、基部層３４の凹凸形状を損なうことがないように、基部層３４の凹凸形状に沿って略一定の厚みで形成されている。めっき層３８は、表層部３３（基部層３４）の平坦化を防止して、表層部３３（基部層３４）に形成された凹凸形状を効果的に維持するように機能する。この機能を有効に発揮するため、一例として合成皮革用の離型紙を加工品６０として作製する場合、めっき層３８の厚みを５μｍ以上１２μｍ以下とすることができる。
【００４６】
次に、エンボス装置１０を準備するとともに準備されたエンボス装置１０を用いて原反５０に凹凸柄５５を形成し、加工品６０を製造する方法の一例について説明する。以下に説明する方法は、バックアップロール３０を形成するための心部材３２と基部層３４とからなるロール基材４９を準備する工程と、ロール基材４９をエンボスロール２０とともに空運転させる空運転工程（図３参照）と、空運転工程後に実施される工程であって、基部層３４の樹脂３６を硬化させる硬化工程（図３参照）と、硬化工程後に実施される工程であって、原反５０に凹凸柄５５を形成するエンボス加工工程（図５参照）と、を含んでいる。
【００４７】
まず、ロール基材４９を準備する工程から説明する。心部材３２と、心部材３２上に設けられた基部層３４と、からなるロール基材４９が準備される。一具体例として、以下のようにして基部層３４が心部材３２に形成されることによって、ロール基材４９が準備され得る。まず、樹脂３６と、金属粒子３５と、を含んだ樹脂溶液が、種々のコテーィング法を用いて、心部材３２上にコテーィングされる。次に、ベーク処理によって、心部材３２上の樹脂溶液から溶媒が除去される。
【００４８】
次に、空運転工程では、図３に示すようにして、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）が空運転させられる。ここで、「空運転（空転）」とは、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）との間に原反５０が供給されることなく、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）が回転させられることである。この空運転中、エンボスロール２０のエンボス型面２５がロール基材４９（バックアップロール３０）の外周面に当接し、エンボス型面２５の凹凸形状の凸部２５ａがロール基材４９（バックアップロール３０）の外周面を押圧するようになる。このとき、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）の位置関係は、原反５０に対して実際にエンボス加工を行う場合におけるエンボスロール２０およびバックアップロール３０の位置関係と概ね同様の条件に設定されていることが好ましい。
【００４９】
この空運転工程では、エンボス型面２５に形成された凹凸形状が、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層（外周面）３４へしだいに転写されていく。本件発明者らが実験を行ったところ、金属粒子３５と樹脂３６とを有する基部層３４が用いられている本実施の形態の態様によれば、エンボス型面２５の凹凸形状を基部層３４へ優れた転写効率で転写可能であることが確認された。本実施の形態によるバックアップロール３０の基部層３４に凹凸形状を精度良く転写することが可能となるメカニズムは明らかではないが、以下に、主に図７乃至図９を参照して、現時点で考えられ得る転写メカニズムについて説明する。ただし、本件発明は以下のメカニズムに限定されるものではない。
【００５０】
エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）を空運転させるとともに、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）を互いに向けて押圧した場合、図７に示すように、まず、エンボスロール２０のエンボス型面２５が、その凹凸形状の凸部２５ａにおいて、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４に接触し当該基部層３４を押圧するようになる。すなわち、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４には、大きな圧力が局所的に加えられるようになる。エンボス型面２５の凸部２５ａによって基部層３４が押圧されると、当該凸部２５ａの近傍において、まず弾性変形しやすい樹脂３６が流動して基部層３４がわずかに変形することが予想される。
【００５１】
そして、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）が互いに向けてさらに強く押圧されると、最終的には、樹脂３６が変形するだけでなく、局所的な大きな圧力により、エンボス型面２５の凸部２５ａの周囲で金属粒子３５が塑性変形するようになる。ここで、金属粒子３５は微細な粒子として構成されていることから、すなわち、形状的な要因から、金属粒子全体としての剛性はエンボス型面２５からの局所的な圧力によって塑性変形する程度となり得る。したがって、図８に示すように、エンボス型面２５の凸部２５ａが基部層３４内に入り込んでくるとともに、金属粒子３５がエンボス型面２５の凸部２５ａの形状に精確に追従して変形し得るものと推測される。
【００５２】
また、金属粒子３５が塑性変形すると、金属粒子３５よりも変形しやすい樹脂３６は、樹脂３６の変形が弾性変形であるか塑性変形であるかに依らず、塑性変形した金属粒子３５によって変形された状態に保たれるようになる。この結果、図９に示すように、エンボス型面２５がロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４から離間した後においても、エンボス型面２５の凹凸形状の凸部２５ａに対応した凹部３４ｂがバックアップロール３０の基部層３４に残留するようになる。
【００５３】
このようにして、エンボスロール２０とロール基材４９（バックアップロール３０）とを空運転させることにより、エンボス型面２５の凹凸形状がバックアップロール３０の基部層３４に精度良く転写され、エンボス型面２５の凹凸形状（オス型）に対応した凹凸形状（メス型）が基部層３４に精度良く形成されるようになるものと考えられる。
【００５４】
以上のような空運転工程は、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４の変形が概ね飽和し、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４が略一定の形状を保つようになるまで実施される。
【００５５】
次に、凹凸形状を形成された基部層３４の反応硬化性樹脂３６を硬化させる。具体的な硬化方法は、樹脂３６の硬化特性に応じて適宜選択される。上述したように、樹脂３６が熱硬化性樹脂からなる場合には、図４に示すように、加熱装置４２を用いて樹脂３６を加熱することにより、樹脂３６を硬化させることができる。このようにして、空転工程で凹凸形状を形成された状態で、基部層３４の樹脂３６が硬化される。この結果、基部層３４の樹脂３６に残留応力が溜まっていたとしても、基部層３４の凹凸形状がより安定して維持されるようになる。
【００５６】
その後、凹凸形状が形成された基部層３４上にめっき層３８を形成する。具体的な方法としては、めっき層を形成するための種々の方法が適宜選択される。本実施の形態においては、図５に示すように、めっき槽４４に基部層３４を浸漬し、電解めっきによりめっき層３８を基部層３４上に形成している。この際、基部層３４の導電性樹脂３６および金属粒子３５が、共に、電解めっきの核として機能する。めっき層３８は略一定の厚みで形成され、これにより、基部層３４とめっき層３８とからなる表層部３３の表面には、基部層３４に形成された凹凸形状がそのまま残留するようになる。そして、このようにして形成された金属からなるめっき層３８は、通常、凹凸形状を基部層３４に形成する際における基部層３４の樹脂３６と比較して、高強度となる。したがって、このめっき層３８によれば、樹脂３６の復元力等に抗して、表層部３３の凹凸形状を効果的に維持することができる。また、基部層３４に形成された凹凸形状がめっき層３８によって補強されることから、エンボス加工工程において表層部３３に外力が加えられた際に、表層部３３の凹凸形状を効果的に維持することができるようになる。
【００５７】
以上のようにして心部材３２と基部層３４とからなるロール基材４９に凹凸形状を転写するとともにめっき層３８を形成することにより、心部材３２と凹凸形状を有する表層部３３とからなるバックアップロールが形成される。
【００５８】
次に、エンボス加工工程について説明する。この工程では、図４に示すように、エンボスロール２０およびバックアップロール３０を回転させたままの状態で、原反５０が、エンボスロール２０およびバックアップロール３０との間に原反供給装置（図示せず）から供給される。この結果、エンボスロール２０のエンボス型面２５に形成された凹凸形状およびバックアップロール３０の基部層３４に形成された凹凸形状に対応した凹凸柄５５が原反５０に形成され、帯状に延びる加工品８０が連続的に作製されていく。
【００５９】
なお、原反５０は、例えば、紙、より具体的には、８０ｇ／ｍ2〜２００ｇ／ｍ2程度の坪量を有したクラフト紙から構成され得る。原反５０の厚みは、数百μｍ、より具体的には２５μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。
【００６０】
ところで、エンボス加工工程では、エンボスロール２０およびバックアップロール３０の間に、ある程度の厚みを有した原反５０が位置している。したがって、バックアップロール３０の外周面（表層部３３）にエンボスロール２０のエンボス型面２５からエンボス工程中に付加される圧力は、空運転工程時にロール基材４９の外周面（基部層３４）に付加される圧力よりも、平均化されている。すなわち、バックアップロール３０（ロール基材）の外周面が受ける圧力分布は、エンボス加工工程時と空運転工程時とでは異なっている。このため、従来のエンボス装置を用いた場合、エンボス加工工程が進行していくにつれて、空運転工程中にエンボス型面の凹凸形状に対応してバックアップロールの外周面に形成された凹凸形状は、しだいに平坦化されてなだらかになってしまっていた。そして、メス型として機能するバックアップロールの外周面の凹凸形状の平坦化にともなって、原反に予定した凹凸柄を精度良く転写することができない、といった不都合が生じていた。この不都合を回避するためには、エンボス加工工程を頻繁に中断し、空運転工程を頻繁に行って、バックアップロールの外周面へ凹凸形状を再形成（型入れ）しなければならない。
【００６１】
一方、本実施の形態においては、以下のようにして、エンボス加工中におけるバックアップロールの外周面の平坦化を防止し、凹凸形状を維持することができるようになる。この結果、エンボス加工工程の経過時間に依らず、原反５０に凹凸柄５５をより精度良く形成して、加工品６０を連続的に製造していくことができる。
【００６２】
まず、本実施の形態においては、空運転工程後に金属からなるめっき層３８が形成されている。このめっき層３８によって補強されることから、空運転工程時に外力を受けていたロール基材４９の外周面と比較して、エンボス加工工程時に外力を受けるバックアップロール３０の外周面は、略同一の凹凸形状を有するとともに高い硬度（強度）を有するようになっている。このため、基部層３４の凹凸形状を補強するように形成された高強度のめっき層３８によれば、表層部３３の凹凸形状がエンボス加工工程中に平坦化することを防止し、表層部３３の凹凸形状を効果的に維持することができる。この結果、エンボス加工工程中、原反５０に凹凸柄５５を精度良く形成して、加工品６０を連続的に製造していくことができる。
【００６３】
また、空運転によって凹凸形状を形成された基部層３４の樹脂３６は、空運転工程後に、反応硬化させられている。したがって、表層部３４は、凹凸形状を付与される際に低強度となっており、エンボス加工を行っている際に高強度となっている。このため、空運転において精度良く形成された基部層３４の凹凸形状を、エンボス加工工程中に効果的に維持することができる。
【００６４】
さらに、基部層３４は金属粒子３５と反応硬化性樹脂３６とを有している。そして、基部層３４内で凹部３４ｂに位置する金属粒子３５は、空運転工程において大きな力を受け、塑性変形し得る。一方、エンボス加工工程では、エンボスロール２０とバックアップロール３０との間に原反５０が介在する。このため、バックアップロール３０が凹部３４ｂ近傍においてエンボス加工工程中に受ける力は、空運転工程中よりも小さくなる。したがって、表層部３３の凹部３４ｂ近傍における凹凸形状を安定して維持することができる。
【００６５】
なお、バックアップロール３０が凸部３４ａ近傍においてエンボス加工工程中に受ける力は、空運転工程中よりも大きくなる。しかしながら、上述したように、めっき層３８の形成と、基部層３４の樹脂３６の反応硬化と、によって、表層部３４の強度、空運転工程時よりもエンボス加工工程時において増強されている。したがって、表層部３３の凹部３４ｂ近傍においても凹凸形状を安定して維持することができる。
【００６６】
以上のような本実施の形態によれば、バックアップロール３０の表層部３３は、基部層３４に含まれる樹脂３６よりも高強度の材料からなる金属めっき層３８を有している。そして、この金属めっき層３８によれば、基部層３４の樹脂３６の復元力および原反５０を介して加えられる力に抗して、表層部３３の凹凸形状をエンボス加工中に維持することができる。
【００６７】
また、バックアップロール３０の基部層３４は、複数の金属粒子３５と、金属粒子３５間に設けられた樹脂３６と、を含んでいる。このため、エンボスロール２０とバックアップロール３０とを空運転させることによって、エンボスロール２０のエンボス型面２５に形成された凹凸形状を、バックアップロール３０の基部層３４へ精度良く転写することができる。また、凹凸形状の作製時に金属粒子を塑性変形させることにより、基部層３４中の樹脂３６のその後の変形が拘束されるようになる。
【００６８】
さらに、本実施の形態によれば、この状態で、反応硬化性の樹脂３６が硬化される。これにより、基部層３４に形成された凹凸形状がエンボス加工工程中に平坦化してしまうことを効果的に抑制することが可能となる。
【００６９】
これらのことから、バックアップロール３０への型入れを頻繁に行うことなく、凹凸柄５５を原反５０に形成していくことができる。すなわち、バックアップロール３０の型入れにともなった不必要なエンボス装置１０の稼働停止を回避し、エンボス装置１０を高い稼働率で稼働させて、優れた加工効率で原反５０にエンボス加工を施していくことができる。また、形成されていく凹凸柄５５を検査することによってバックアップロール３０への型入れが必要な状況を検出する、といった煩雑な作業を省くことも可能となる。さらに、作製された加工品６０は、高精度で一定の凹凸柄５５を有するようになる。
【００７０】
なお、上述した実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００７１】
例えば、上述した実施の形態において、合成皮革用の離型紙を加工品６０として製造する例を挙げたが、これに限られず、その他の用途に用いられる加工品６０を製造することも当然に可能である。
【００７２】
また、上述した実施の形態において、基部層３４の樹脂３６が反応硬化性樹脂である例を示したが、これに限られない。樹脂３６が反応硬化性でない樹脂から形成されていてもよい。このような変形例においても、めっき層３８により、表層部３８の凹凸形状をエンボス加工中に維持すること期待することができる。
【００７３】
さらに、上述した実施の形態において、基部層３４が金属粒子３５を含む例を示したが、これに限られず、基部層３４が金属粒子３５を含まず、例えば樹脂３６のみから形成されるようにしてもよい。このような変形例においても、めっき層３８により、表層部３８の凹凸形状をエンボス加工中に維持すること期待することができる。
【００７４】
さらに、上述した実施の形態において、基部層３４の樹脂３６が導電性である例を示したが、これに限られず、樹脂３６が非導電性であってもよい。このような変形例においても、樹脂３６の金属粒子をめっきの核として、めっき層３８を電解めっきにより形成することができる。
【００７５】
さらに、上述した実施の形態において、めっき層３８が電解めっきにより形成される例を示したが、これに限られず、例えば、めっき層３８が無電解めっきにより形成されてもよい。
【００７６】
さらに、上述した実施の形態において、空運転工程後に、硬化工程が実施され、さらにその後に、めっき工程が実施される例を示したが、これに限られない。例えば、めっき工程後に硬化工程が実施されるようにしてもよい。
【実施例】
【００７７】
実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
【００７８】
実施例に係るバックアップロールと、比較例に係るバックアップロールと、を準備し、これらの二つのバックアップロールをエンボス装置に組み込んだ。各エンボス装置には、互いに同一のエンボス型面を有したエンボスロールをそれぞれ組み込んだ。エンボスロールと、実施例に係るバックアップロールと、比較例に係るバックアップロールと、について以下に説明する。
【００７９】
二つのエンボス装置を用いて、原反に凹凸柄を形成して加工品を作製した。二つのエンボス装置について、エンボスロールのエンボス型面からバックアップロールの表層部への凹凸形状の転写効率と、３０，０００ｍの長さの加工品を作製した場合におけるエンボス装置の稼働率と、を比較した。
【００８０】
〔エンボスロール〕
合成皮革用の離型紙を加工品として製造するためのエンボスロールを用いた。エンボスロールのエンボス型面上の複数箇所において、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に準拠し、表面粗さを測定したところ、以下のようになった。
【００８１】
Ｒａ：１０μｍ以上２０μｍ以下
Ｒｚ：２０μｍ以上１００μｍ以下
Ｒｍａｘ：５００μｍ以下
【００８２】
エンボスロールの外径は３００ｍｍ程度であった。
【００８３】
〔実施例に係るバックアップロール〕
上述した実施の形態と同様に、心部材と、心部材上に設けられた表層部と、を有するバックアップロールを用いた。このバックアップロールの作製は、アルミニウム製の金属粒子と、金属粒子を結合するための樹脂と、から構成された基部層を有するロール基材を用いた。基部層の樹脂は、導電性および熱硬化性を有する熱硬化性銀ペーストとした。実施例に係るバックアップロールは、上述の実施の形態と同様に、ロール基材に対し、以下に説明する空運転工程を実施するとともに、その後に熱硬化性樹脂を硬化させる工程、さらに、電解めっきによりめっき層を形成する工程を施すことにより、準備した。したがって、得られたバックアップロールの表層部は、基部層と、基部層上に形成されためっき層と、を有するようにした。
【００８４】
金属粒子の平均粒径は、３００μｍ程度であった。金属粒子と反応硬化性樹脂との体積比率は、７：３であった。表層部の厚みは、７ｍｍ程度であった。また、めっき層をなす材料はクロムとし、めっき層の厚みは１０μｍとした。バックアップロールの外径は３００ｍｍ程度であった。
【００８５】
〔比較例に係るバックアップロール〕
心部材と、心部材上に設けられた表層部と、を有するバックアップロールを用いた。ただし、表層部は、紙や羊毛等の繊維を押し固めて構成されていた。
【００８６】
比較例に係るバックアップロールは、表層部の構成を除けば、実施例に係るバックアップロールと同様の構成とした。
【００８７】
〔転写効率の比較〕
各エンボス装置における空運転工程は、線圧１００ｋｇ／ｃｍ程度で、エンボスロールとバックアップロールとを互いに向けて押圧しながら実施した。目視で判断したところ、空運転工程中のニップ幅は１ｃｍ〜５ｃｍであった。空運転工程は、バックアップロールの外表面（実施例に係るバックアップロールについてはロール基材の基部層、比較例に係るバックアップロールについては表層部）が略一定の形状を有するようになるまで行った。結果として、実施例に係るバックアップロールおよび比較例に係るバックアップロールのいずれに対しても、一時間半程度の空運転を実施した。その後、実施例に係るバックアップロールについては、ロール基材の基部層を加熱して基部層の熱硬化性樹脂を硬化反応させ、さらに、ロール基材の基部層上に電解めっきによりめっき層を形成した。
【００８８】
各バックアップロールについて、表層部に形成された凹凸形状の算術平均粗さＲａを、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に準拠して測定した。
【００８９】
比較例に係るバックアップロールについては、表層部で測定された算術平均粗さは、エンボスロールのエンボス型面の対応する位置において測定された算術平均粗さから３５％程度低下していた。
【００９０】
一方、実施例に係るバックアップロールについては、表層部で測定された算術平均粗さは、エンボスロールのエンボス型面の対応する位置において測定された算術平均粗さから１１％程度だけ低下していた。すなわち、実施例に係るバックアップロールの表層部には、エンボスロールのエンボス型面に形成された凹凸形状が極めて精度良く転写されていた。なお、実施例に係るバックアップロールの表層部の粗さの測定は、空運転後に表層部を加熱して表層部の熱硬化性樹脂を硬化させ、さらに、電解めっきにより基部層上にめっき層を形成した後に、実施した。
【００９１】
〔稼働率の比較〕
以上のようにして準備されたバックアップロールを組み込んだエンボス装置により、原反に凹凸柄を転写して加工品（合成皮革用の離型紙）を作製した。エンボス装置によるエンボス加工工程中、原反に形成された凹凸柄の品質を適宜検査し、凹凸柄が一般的な水準の品質規格外となるまで平坦化していないかを確認しながら、３０，０００ｍの長さの原反に対して凹凸柄を形成し、３０，０００ｍ分の加工品を製造した。なお、凹凸柄の平坦化が確認された場合には、エンボス加工工程を中止して上述した空運転を行い、バックアップロールの表層部への型入れ（凹凸形状の再形成）を実施することとした。エンボスロールの回転速度、および、エンボスロールと同一の周速度で回転するバックアップロールの回転速度は、実施例に係るバックアップロールを用いる場合と、比較例に係るバックアップロールを用いる場合と、で同一とした。
【００９２】
比較例に係るバックアップロールを用いた場合、３〜４時間程度に一回の割合で、一回あたり一時間半を要する空運転（型入れ）を行う必要が生じた。一方、実施例に係るバックアップロールを用いた場合、３０，０００ｍの長さの原反を加工する間、空運転（型入れ）を行う必要は生じなかった。すなわち、３０，０００ｍの長さの原反を加工した後に確認したところ、バックアップロールの表層部に形成された凹凸形状はほとんど平坦化されていなかった。
【００９３】
結果として、実施例に係るバックアップロールを用いたエンボス装置においては、空運転工程、硬化工程およびめっき層形成工程を一度行った後に３０，０００ｍの長さの原反を加工する場合、言い換えると、３０，０００ｍの加工品を製造する場合、稼働率は１００％となった。一方、比較例に係るバックアップロールを用いたエンボス装置においては、空運転工程を一度行った後に３０，０００ｍの長さの原反を加工する場合、稼働率は、空運転工程を途中に頻繁に行う必要が生じたため、７０％程度となった。
【００９４】
また、１，５００ｍの長さの原反を加工した後に、バックアップロールの表面粗さを測定し、エンボス加工前に測定された表面粗さと比較した。実施例に係るバックアップロールについては、１，５００ｍの長さの原反を加工した後に計測された表層部の算術平均粗さが、加工前に計測された粗さと同一であった。一方、比較例に係るバックアップロールについては、１，５００ｍの長さの原反を加工した後に計測された表層部の算術平均粗さが、加工前に計測された粗さから７％程度も低下していた。
【符号の説明】
【００９５】
１０ エンボス装置
２０ エンボスロール
２５ エンボス型面
３０ バックアップロール
３２ 心部材
３３ 表層部
３４ 基部層
３５ 金属粒子
３６ 樹脂
３８ めっき層
４９ ロール基材
５０ 原反
５５ 凹凸柄
６０ 加工品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に係り、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することができるエンボス装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に用いられるバックアップロールに係り、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することを可能にするバックアップロールに関する。
【０００３】
さらに、本発明は、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造する製造方法に係り、とりわけ、高い稼働率で効率的に加工品を製造することができる加工品の製造方法に関する。
【０００４】
さらに、本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に用いられるバックアップロールの製造方法に係り、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することを可能にするバックアップロールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
今般、例えば特許文献１に示すように、エンボス加工は広く普及した加工方法となっている。特許文献１には、原反にエンボス加工を施すことにより、離型紙（加工品）を製造する方法が開示されている。この離型紙は、合皮製品、化粧シート、内装材等のシート状材料を作製するための型紙として用いられる。
【０００６】
一般的に、原反のような比較的に薄い被加工体にエンボス加工を施す場合、エンボス加工に用いられるエンボス装置は、エンボス型面を有したエンボスロールと、エンボスロールに対向して配置されたバックアップロールと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２０５３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
エンボス型面によって押圧されるようになるバックアップロールの表層部は、エンボス型面上に形成された凹凸形状に対応して変形可能であり、かつ、少なくとも一時的に変形状態を維持することができるように構成されていることが好ましい。このようなバックアップロールによれば、原反に対してエンボス加工を施す前に、エンボスロールおよびバックアップロールを空運転（空転）しておくことによって、エンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状をバックアップロールの表層部に形成することができる。バックアップロールにメス型が作製されていれば、加工圧を大幅に上昇させることなく、原反に凹凸形状を精度良く転写することができるようになる。
【０００９】
ところで、バックアップロールの表層部の材料として弾性変形しにくい材料、例えば金属を用いた場合、空運転によってバックアップロールにメス型を形成することができない。金属製のバックアップロールの表層部に凹凸形状を形成するには、エッチングによるパターニング等の複雑な処理を表層部に施さなければならなくなる。一方、バックアップロールの表層部の材料として弾性変形しやすい材料、例えば樹脂を用いた場合、バックアップロールの表層部に微細な凹凸形状を維持することができない。
【００１０】
このような点を考慮して、紙や羊毛等の繊維を押し固めてなる表層部を有したペーパーロールがバックアップロールとして用いられている。しかしながら、ペーパーロールを用いた場合であっても、バックアップロールに予め形成された凹凸形状は、加工時間の経過にともなって次第に平坦化されていく。バックアップロールの凹凸形状が平坦化されると、原反に転写される凹凸柄も平坦化してしまう。
【００１１】
この不都合を回避するためには、エンボス加工を中断して、エンボスロールおよびバックアップロールを空運転し、バックアップロールの表層部に凹凸形状を再形成（型入れ）しなければならない。
【００１２】
また、バックアップロールの表層部への型入れの必要性を判断するためには、エンボス加工を施された加工品の品質を都度確認することも必要となる。しかしながら、加工品の検査は、凹凸柄が複雑であれば、極めて煩雑となり、長時間（例えば１時間）を要する。このため、現実の生産においては、エンボス加工を施された加工品の品質を現場で確認することなく、安全を見て、早目に、例えば３〜４時間おきに定期的に型入れ作業を行うようにすることもある。
【００１３】
すなわち、現状では、エンボス型面に対応した凹凸形状を空運転で形成され得るバックアップロールを有したエンボス装置を、優れた稼働率で稼働させ、原反に凹凸柄を形成して十分な生産効率で加工品を製造することができていない。本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置であって、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することができるエンボス装置を提供することを目的とする。また、本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に用いられるバックアップロールであって、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することを可能にするバックアップロールを提供することを目的とする。さらに、本発明は、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造する製造方法であって、とりわけ、効率的に加工品を製造することができる加工品の製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置に用いられるバックアップロールの製造方法であって、とりわけ、高い稼働率で効率的に原反に凹凸柄を形成することを可能にするバックアップロールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるエンボス装置は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置であって、前記原反に形成すべき凹凸柄に対応した凹凸形状を有するエンボス型面を、有するエンボスロールと、前記エンボスロールに対向して配置され、前記エンボスロールとの間で前記原反を圧するようになるバックアップロールと、を備え、前記バックアップロールは、心部材と、前記心部材上に設けられ、前記エンボスロールの前記エンボス型面と対面する表層部と、を有し、前記表層部は、樹脂を含む基部層と、前記基部層上に形成されためっき層と、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明によるバックアップロールは、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置のエンボスロールに対向して配置されるバックアップロールであって、心部材と、心部材上に設けられた表層部であって、前記エンボスロールに形成されたエンボス型面と対面する表層部と、を備え、前記表層部は、樹脂を含む基部層と、前記基部層上に形成されためっき層と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記基部層の前記樹脂は導電性を有し、前記めっき層は、電解めっきにより前記基部層の前記導電性樹脂上に形成された層であるようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記基部層の前記樹脂は、硬化処理を施された反応硬化性の樹脂であるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記基部層は、前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含むようにしてもよい。このような本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記めっき層は、前記金属粒子をめっきの核として電解めっきにより前記基部層の前記導電性樹脂上に形成された層であるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記金属粒子は、２０μｍ以上４００μｍ以下の平均粒径を有していてもよい。このような本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記表層部内で前記金属粒子が占める体積割合は、６０％以上９０％以下であるようにしてもよい。また、このような本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記金属粒子は、アルミニウム、銅、鉄、または、これらの合金であるようにしてもよい。さらに、本発明によるエンボス装置のバックアップロールまたは本発明によるバックアップロールにおいて、前記バックアップロールの前記表層部には、前記エンボス型面の前記凹凸形状に対応した凹凸形状が形成されていてもよい。
【００２０】
本発明による加工品の製造方法は、上述した本発明によるいずれかのエンボス装置を用い、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造する製造方法であって、前記エンボスロールと、前記基部層を形成された前記心部材と、を空運転させ、前記エンボスロールのエンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状を、前記前記基部層に形成する工程と、凹凸形状を形成された前記基部層上にめっき層を形成して、前記バックアップロールを得る工程と、前記原反を間に挟んだ状態で前記エンボスロールおよび前記バックアップロールを回転させ、前記原反に凹凸柄を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明によるバックアップロールの製造方法は、上述したいずれかの本発明によるバックアップロールを製造する製造方法であって、前記エンボスロールと、前記基部層を形成された前記心部材と、を空運転させ、前記エンボスロールのエンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状を、前記基部層に形成する工程と、凹凸形状を形成された前記基部層上にめっき層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明による加工品を製造する方法または本発明によるバックアップロールを製造する方法において、前記基部層の前記樹脂は導電性を有し、前記めっき工程において、前記めっき層は電解めっきにより前記基部層の導電性樹脂上に形成されるようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明による加工品を製造する方法または本発明によるバックアップロールを製造する方法において、前記基部層の前記樹脂は反応硬化性の樹脂であり、前記製造方法は、前記空運転工程後に実施される工程であって、凹凸形状を形成された前記基部層の前記反応硬化性の樹脂を硬化させる硬化工程を、さらに備えるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、本発明による加工品を製造する方法または本発明によるバックアップロールを製造する方法において、前記基部層は、前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含んでいるようにしてもよい。
【００２５】
本発明による第１のロール基材は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置のエンボスロールに対向して配置されるバックアップロールを作製するための基材であって、心部材と、心部材上に設けられた基部層と、を備え、前記基部層は導電性樹脂を含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明による第２のロール基材は、原反に凹凸柄を形成するエンボス装置のエンボスロールに対向して配置されるバックアップロールを作製するための基材であって、心部材と、心部材上に設けられた基部層と、を備え、前記基部層は前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、優れた効率で原反にエンボス加工を行うことができる。これにより、加工費用を低下させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であり、エンボス装置、エンボス装置に組み込まれたバックアップロール、および、エンボス装置による加工品の製造方法を示す斜視図である。
【図２】図２は、バックアップロールを示す断面図である。
【図３】図３は、空運転工程を説明するための図である。
【図４】図４は、硬化工程を説明するための図である。
【図５】図５は、めっき工程を説明するための図である。
【図６】図６は、エンボス加工工程を説明するための図である。
【図７】図７は、空運転工程におけるバックアップロールの基部層の推定され得る変形プロセスを説明するための断面図である。
【図８】図８は、空運転工程におけるバックアップロールの基部層の推定され得る変形プロセスを説明するための断面図である。
【図９】図９は、空運転工程におけるバックアップロールの基部層の推定され得る変形プロセスを説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００３０】
図１乃至図９は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうちまず、図１および図２を参照して、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造するエンボス装置について説明する。ここで、図１は、エンボス装置およびエンボス装置による加工品の製造方法を説明するための斜視図である。また、図２は、エンボス装置のバックアップロールを示す断面図である。
【００３１】
図１に示すように、エンボス装置１０は、エンボスロール２０と、エンボスロール２０に対向して配置され、エンボスロール２０との間で原反５０を圧するようになるバックアップロール３０と、を備えている。また、エンボス装置１０は、エンボスロール２０およびバックアップロール３０の間に向けて原反５０を供給する原反供給装置（図示せず）をさらに備えている。
【００３２】
図１に示すように、エンボスロール２０およびバックアップロール３０は、それぞれ、円柱状または円筒状に形成されている。エンボスロール２０およびバックアップロール３０は、それぞれの外周面が対向するように配置されている。また、エンボスロール２０およびバックアップロール３０は、それぞれの中心軸線Ｌ１，Ｌ２が平行となるように配置されている。エンボスロール２０およびバックアップロール３０は、それぞれの中心軸線Ｌ１，Ｌ２を中心として回転可能となっている。
【００３３】
また、エンボス装置１０は、図示しない制御装置をさらに備えている。制御装置は、エンボスロール２０の回転駆動機構、バックアップロール３０の回転駆動機構および原反供給装置に接続されている。そして、制御装置は、エンボスロール２０の回転、バックアップロール３０の回転、原反５０の供給等を制御するように構成されている。
【００３４】
エンボスロール２０は、その外周面上に形成された凹凸形状を含むエンボス型面２５を有している。エンボス型面２５は、図１に示すように、原反供給装置から供給される原反５０に当接するようになる。図１に示すように、エンボス型面２５は、原反５０に形成すべき凹凸柄５５に対応した凹凸形状を有している。エンボス型面２５の凹凸形状は、製造される加工品の用途等に応じ、種々の粗さや深さを含んだ凹凸形状として構成される。一例として、製造されるべき加工品６０が合成皮革用の離型紙（型紙）である場合には、エンボス型面２５の凹凸形状は、原反５０に皮模様を付与し得るように構成される。エンボスロール２０は、エンボス型面２５を含むその全体を、銅や鉄等の金属によって構成され得る。
【００３５】
次に、エンボスロール２０に対向して配置されたバックアップロール３０について説明する。バックアップロール３０は、エンボスロール２０と略同一の外径、例えば２００ｍｍ〜４００ｍｍの外径を有している。バックアップロール３０は、エンボスロール２０と同期して、エンボスロール２０の周速度と略同一の周速度で回転することができるように構成されている。
【００３６】
図１に示すように、バックアップロール３０は、円柱状または円筒状に形成された心部材３２と、心部材３２上に形成された表層部３３と、を有している。心部材３２は、表層部３３を安定して支持することができるように構成されている。具体的には、心部材３２は、例えば鉄や銅等の高剛性の金属により、円柱状または円筒状に形成されている。
【００３７】
図１に示すように、表層部３３は、エンボスロール２０のエンボス型面２５と対面している。表層部３３には、エンボス型面２５の凹凸形状に対応した凹凸形状が形成されている。図２に示すように、表層部３３は、心部材３２上に設けられた基部層３４と、基部層３４上に形成されためっき層３８と、を有している。
【００３８】
図２に示すように、基部層３４は、樹脂３６と、樹脂３６中に分散された金属粒子３５と、を含んでいる。樹脂３６は、多数の金属粒子３５の間を埋めるバインダー樹脂として機能し、多数の金属粒子３５を保持している。基部層３４の厚みは、適宜設定することができる。一例として、合成皮革用の離型紙を加工品６０として作製する場合には、基部層３４の厚みを５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。
【００３９】
本実施の形態において、樹脂３６は、導電性を有する導電性樹脂からなっている。そして、この樹脂３６は、めっき層３８を電解めっきにより形成する際のめっきの核として機能する。このような樹脂３６としては、銀ペーストや、導電性フィラーを含んだ樹脂が例示される。
【００４０】
また本実施の形態において、樹脂３６は、反応硬化性樹脂として形成されている。ここで、反応硬化性樹脂とは、反応させることにより硬化する樹脂のことであり、典型的な例としては、熱に反応して硬化する熱硬化性樹脂、光に反応して硬化する光反応性樹脂等が挙げられる。また、光反応性樹脂としては、電子線を照射されると反応を開始して硬化する電子線硬化型樹脂や、紫外線を照射されると反応を開始して硬化する紫外線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。本変形例において、反応硬化性樹脂の硬化形態は、特に限定されず、適宜選択され得る。一例として、以下の説明においては、樹脂３６が熱硬化性樹脂なる例を説明する。後述するように、樹脂３６が反応硬化性樹脂である場合、表層部３３（基部層３４）に凹凸形状を形成した後に、この樹脂３６を硬化させることにより、表層部３３（基部層３４）の平坦化を防止し、表層部３３（基部層３４）に形成された凹凸形状を効果的に維持することが可能となる。
【００４１】
金属粒子３５をなす材料としては、種々の金属を選択することができ、一例として、アルミニウム、銅、鉄、または、これらの合金を用いることができる。なお、樹脂３６をなす材料の強度と、金属粒子３５をなす材料の強度と、が大きく異なっていることが好ましい。この場合、後述するように、金属粒子を塑性変形させて形成された表層部３３（基部層３４）の凹凸形状を、樹脂３６の復元力等に抗して、効果的に維持することができる。
【００４２】
また、多数の金属粒子３５の平均粒径は、例えばエンボス型面２５の凹凸形状に対応して、種々の値に設定され得る。一例として、合成皮革用の離型紙を加工品６０として作製する場合には、多数の金属粒子３５の平均粒径を、２０μｍ以上４００μｍ以下とすることができる。この場合、後に詳述する作用効果が極めて有効に発揮されることを期待することができる。なお、金属粒子３５の形状は、球形状である必要はなく、例えば線状等の種々の形状に設定され得る。
【００４３】
さらに、基部層３４において、金属粒子３５と樹脂３６とは、種々の配合比で配合され得る。例えば、アルミニウム、銅、鉄、または、これらの合金からなる金属粒子３５と、ＰＥＴまたはこれと同程度の強度を有する樹脂からなる樹脂３６と、を用い、エンボス加工装置１０によって合成皮革用の離型紙を加工品６０として作製する場合には、金属粒子３５と樹脂３６とを、６：４〜９：１の体積比率で配合することができる。言い換えると、基部層３４内で金属粒子３５が占める体積割合を、例えば６０％以上９０％以下とすることができる。この場合、後に詳述する作用効果が極めて有効に発揮されることを期待することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態において、金属粒子３５は、めっき層３８を形成する際に電解めっきの核としても機能し得る。そして、一定の厚みを有しためっき層３８を形成する観点から、金属粒子３５の平均粒径を小さくするとともに、多量の金属粒子３５がバインダー樹脂３６中にむらなく分散されていることが好ましい。
【００４５】
めっき層３８は、基部層３４上を被覆するように形成される。本実施の形態において、めっき層３８は、電解めっきにより形成された銅、ニッケル、クロム等からなる金属層として形成されている。めっき層３８は、基部層３４の凹凸形状を損なうことがないように、基部層３４の凹凸形状に沿って略一定の厚みで形成されている。めっき層３８は、表層部３３（基部層３４）の平坦化を防止して、表層部３３（基部層３４）に形成された凹凸形状を効果的に維持するように機能する。この機能を有効に発揮するため、一例として合成皮革用の離型紙を加工品６０として作製する場合、めっき層３８の厚みを５μｍ以上１２μｍ以下とすることができる。
【００４６】
次に、エンボス装置１０を準備するとともに準備されたエンボス装置１０を用いて原反５０に凹凸柄５５を形成し、加工品６０を製造する方法の一例について説明する。以下に説明する方法は、バックアップロール３０を形成するための心部材３２と基部層３４とからなるロール基材４９を準備する工程と、ロール基材４９をエンボスロール２０とともに空運転させる空運転工程（図３参照）と、空運転工程後に実施される工程であって、基部層３４の樹脂３６を硬化させる硬化工程（図３参照）と、硬化工程後に実施される工程であって、原反５０に凹凸柄５５を形成するエンボス加工工程（図５参照）と、を含んでいる。
【００４７】
まず、ロール基材４９を準備する工程から説明する。心部材３２と、心部材３２上に設けられた基部層３４と、からなるロール基材４９が準備される。一具体例として、以下のようにして基部層３４が心部材３２に形成されることによって、ロール基材４９が準備され得る。まず、樹脂３６と、金属粒子３５と、を含んだ樹脂溶液が、種々のコテーィング法を用いて、心部材３２上にコテーィングされる。次に、ベーク処理によって、心部材３２上の樹脂溶液から溶媒が除去される。
【００４８】
次に、空運転工程では、図３に示すようにして、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）が空運転させられる。ここで、「空運転（空転）」とは、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）との間に原反５０が供給されることなく、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）が回転させられることである。この空運転中、エンボスロール２０のエンボス型面２５がロール基材４９（バックアップロール３０）の外周面に当接し、エンボス型面２５の凹凸形状の凸部２５ａがロール基材４９（バックアップロール３０）の外周面を押圧するようになる。このとき、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）の位置関係は、原反５０に対して実際にエンボス加工を行う場合におけるエンボスロール２０およびバックアップロール３０の位置関係と概ね同様の条件に設定されていることが好ましい。
【００４９】
この空運転工程では、エンボス型面２５に形成された凹凸形状が、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層（外周面）３４へしだいに転写されていく。本件発明者らが実験を行ったところ、金属粒子３５と樹脂３６とを有する基部層３４が用いられている本実施の形態の態様によれば、エンボス型面２５の凹凸形状を基部層３４へ優れた転写効率で転写可能であることが確認された。本実施の形態によるバックアップロール３０の基部層３４に凹凸形状を精度良く転写することが可能となるメカニズムは明らかではないが、以下に、主に図７乃至図９を参照して、現時点で考えられ得る転写メカニズムについて説明する。ただし、本件発明は以下のメカニズムに限定されるものではない。
【００５０】
エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）を空運転させるとともに、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）を互いに向けて押圧した場合、図７に示すように、まず、エンボスロール２０のエンボス型面２５が、その凹凸形状の凸部２５ａにおいて、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４に接触し当該基部層３４を押圧するようになる。すなわち、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４には、大きな圧力が局所的に加えられるようになる。エンボス型面２５の凸部２５ａによって基部層３４が押圧されると、当該凸部２５ａの近傍において、まず弾性変形しやすい樹脂３６が流動して基部層３４がわずかに変形することが予想される。
【００５１】
そして、エンボスロール２０およびロール基材４９（バックアップロール３０）が互いに向けてさらに強く押圧されると、最終的には、樹脂３６が変形するだけでなく、局所的な大きな圧力により、エンボス型面２５の凸部２５ａの周囲で金属粒子３５が塑性変形するようになる。ここで、金属粒子３５は微細な粒子として構成されていることから、すなわち、形状的な要因から、金属粒子全体としての剛性はエンボス型面２５からの局所的な圧力によって塑性変形する程度となり得る。したがって、図８に示すように、エンボス型面２５の凸部２５ａが基部層３４内に入り込んでくるとともに、金属粒子３５がエンボス型面２５の凸部２５ａの形状に精確に追従して変形し得るものと推測される。
【００５２】
また、金属粒子３５が塑性変形すると、金属粒子３５よりも変形しやすい樹脂３６は、樹脂３６の変形が弾性変形であるか塑性変形であるかに依らず、塑性変形した金属粒子３５によって変形された状態に保たれるようになる。この結果、図９に示すように、エンボス型面２５がロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４から離間した後においても、エンボス型面２５の凹凸形状の凸部２５ａに対応した凹部３４ｂがバックアップロール３０の基部層３４に残留するようになる。
【００５３】
このようにして、エンボスロール２０とロール基材４９（バックアップロール３０）とを空運転させることにより、エンボス型面２５の凹凸形状がバックアップロール３０の基部層３４に精度良く転写され、エンボス型面２５の凹凸形状（オス型）に対応した凹凸形状（メス型）が基部層３４に精度良く形成されるようになるものと考えられる。
【００５４】
以上のような空運転工程は、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４の変形が概ね飽和し、ロール基材４９（バックアップロール３０）の基部層３４が略一定の形状を保つようになるまで実施される。
【００５５】
次に、凹凸形状を形成された基部層３４の反応硬化性樹脂３６を硬化させる。具体的な硬化方法は、樹脂３６の硬化特性に応じて適宜選択される。上述したように、樹脂３６が熱硬化性樹脂からなる場合には、図４に示すように、加熱装置４２を用いて樹脂３６を加熱することにより、樹脂３６を硬化させることができる。このようにして、空転工程で凹凸形状を形成された状態で、基部層３４の樹脂３６が硬化される。この結果、基部層３４の樹脂３６に残留応力が溜まっていたとしても、基部層３４の凹凸形状がより安定して維持されるようになる。
【００５６】
その後、凹凸形状が形成された基部層３４上にめっき層３８を形成する。具体的な方法としては、めっき層を形成するための種々の方法が適宜選択される。本実施の形態においては、図５に示すように、めっき槽４４に基部層３４を浸漬し、電解めっきによりめっき層３８を基部層３４上に形成している。この際、基部層３４の導電性樹脂３６および金属粒子３５が、共に、電解めっきの核として機能する。めっき層３８は略一定の厚みで形成され、これにより、基部層３４とめっき層３８とからなる表層部３３の表面には、基部層３４に形成された凹凸形状がそのまま残留するようになる。そして、このようにして形成された金属からなるめっき層３８は、通常、凹凸形状を基部層３４に形成する際における基部層３４の樹脂３６と比較して、高強度となる。したがって、このめっき層３８によれば、樹脂３６の復元力等に抗して、表層部３３の凹凸形状を効果的に維持することができる。また、基部層３４に形成された凹凸形状がめっき層３８によって補強されることから、エンボス加工工程において表層部３３に外力が加えられた際に、表層部３３の凹凸形状を効果的に維持することができるようになる。
【００５７】
以上のようにして心部材３２と基部層３４とからなるロール基材４９に凹凸形状を転写するとともにめっき層３８を形成することにより、心部材３２と凹凸形状を有する表層部３３とからなるバックアップロールが形成される。
【００５８】
次に、エンボス加工工程について説明する。この工程では、図４に示すように、エンボスロール２０およびバックアップロール３０を回転させたままの状態で、原反５０が、エンボスロール２０およびバックアップロール３０との間に原反供給装置（図示せず）から供給される。この結果、エンボスロール２０のエンボス型面２５に形成された凹凸形状およびバックアップロール３０の基部層３４に形成された凹凸形状に対応した凹凸柄５５が原反５０に形成され、帯状に延びる加工品８０が連続的に作製されていく。
【００５９】
なお、原反５０は、例えば、紙、より具体的には、８０ｇ／ｍ2〜２００ｇ／ｍ2程度の坪量を有したクラフト紙から構成され得る。原反５０の厚みは、数百μｍ、より具体的には２５μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。
【００６０】
ところで、エンボス加工工程では、エンボスロール２０およびバックアップロール３０の間に、ある程度の厚みを有した原反５０が位置している。したがって、バックアップロール３０の外周面（表層部３３）にエンボスロール２０のエンボス型面２５からエンボス工程中に付加される圧力は、空運転工程時にロール基材４９の外周面（基部層３４）に付加される圧力よりも、平均化されている。すなわち、バックアップロール３０（ロール基材）の外周面が受ける圧力分布は、エンボス加工工程時と空運転工程時とでは異なっている。このため、従来のエンボス装置を用いた場合、エンボス加工工程が進行していくにつれて、空運転工程中にエンボス型面の凹凸形状に対応してバックアップロールの外周面に形成された凹凸形状は、しだいに平坦化されてなだらかになってしまっていた。そして、メス型として機能するバックアップロールの外周面の凹凸形状の平坦化にともなって、原反に予定した凹凸柄を精度良く転写することができない、といった不都合が生じていた。この不都合を回避するためには、エンボス加工工程を頻繁に中断し、空運転工程を頻繁に行って、バックアップロールの外周面へ凹凸形状を再形成（型入れ）しなければならない。
【００６１】
一方、本実施の形態においては、以下のようにして、エンボス加工中におけるバックアップロールの外周面の平坦化を防止し、凹凸形状を維持することができるようになる。この結果、エンボス加工工程の経過時間に依らず、原反５０に凹凸柄５５をより精度良く形成して、加工品６０を連続的に製造していくことができる。
【００６２】
まず、本実施の形態においては、空運転工程後に金属からなるめっき層３８が形成されている。このめっき層３８によって補強されることから、空運転工程時に外力を受けていたロール基材４９の外周面と比較して、エンボス加工工程時に外力を受けるバックアップロール３０の外周面は、略同一の凹凸形状を有するとともに高い硬度（強度）を有するようになっている。このため、基部層３４の凹凸形状を補強するように形成された高強度のめっき層３８によれば、表層部３３の凹凸形状がエンボス加工工程中に平坦化することを防止し、表層部３３の凹凸形状を効果的に維持することができる。この結果、エンボス加工工程中、原反５０に凹凸柄５５を精度良く形成して、加工品６０を連続的に製造していくことができる。
【００６３】
また、空運転によって凹凸形状を形成された基部層３４の樹脂３６は、空運転工程後に、反応硬化させられている。したがって、表層部３４は、凹凸形状を付与される際に低強度となっており、エンボス加工を行っている際に高強度となっている。このため、空運転において精度良く形成された基部層３４の凹凸形状を、エンボス加工工程中に効果的に維持することができる。
【００６４】
さらに、基部層３４は金属粒子３５と反応硬化性樹脂３６とを有している。そして、基部層３４内で凹部３４ｂに位置する金属粒子３５は、空運転工程において大きな力を受け、塑性変形し得る。一方、エンボス加工工程では、エンボスロール２０とバックアップロール３０との間に原反５０が介在する。このため、バックアップロール３０が凹部３４ｂ近傍においてエンボス加工工程中に受ける力は、空運転工程中よりも小さくなる。したがって、表層部３３の凹部３４ｂ近傍における凹凸形状を安定して維持することができる。
【００６５】
なお、バックアップロール３０が凸部３４ａ近傍においてエンボス加工工程中に受ける力は、空運転工程中よりも大きくなる。しかしながら、上述したように、めっき層３８の形成と、基部層３４の樹脂３６の反応硬化と、によって、表層部３４の強度、空運転工程時よりもエンボス加工工程時において増強されている。したがって、表層部３３の凹部３４ｂ近傍においても凹凸形状を安定して維持することができる。
【００６６】
以上のような本実施の形態によれば、バックアップロール３０の表層部３３は、基部層３４に含まれる樹脂３６よりも高強度の材料からなる金属めっき層３８を有している。そして、この金属めっき層３８によれば、基部層３４の樹脂３６の復元力および原反５０を介して加えられる力に抗して、表層部３３の凹凸形状をエンボス加工中に維持することができる。
【００６７】
また、バックアップロール３０の基部層３４は、複数の金属粒子３５と、金属粒子３５間に設けられた樹脂３６と、を含んでいる。このため、エンボスロール２０とバックアップロール３０とを空運転させることによって、エンボスロール２０のエンボス型面２５に形成された凹凸形状を、バックアップロール３０の基部層３４へ精度良く転写することができる。また、凹凸形状の作製時に金属粒子を塑性変形させることにより、基部層３４中の樹脂３６のその後の変形が拘束されるようになる。
【００６８】
さらに、本実施の形態によれば、この状態で、反応硬化性の樹脂３６が硬化される。これにより、基部層３４に形成された凹凸形状がエンボス加工工程中に平坦化してしまうことを効果的に抑制することが可能となる。
【００６９】
これらのことから、バックアップロール３０への型入れを頻繁に行うことなく、凹凸柄５５を原反５０に形成していくことができる。すなわち、バックアップロール３０の型入れにともなった不必要なエンボス装置１０の稼働停止を回避し、エンボス装置１０を高い稼働率で稼働させて、優れた加工効率で原反５０にエンボス加工を施していくことができる。また、形成されていく凹凸柄５５を検査することによってバックアップロール３０への型入れが必要な状況を検出する、といった煩雑な作業を省くことも可能となる。さらに、作製された加工品６０は、高精度で一定の凹凸柄５５を有するようになる。
【００７０】
なお、上述した実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００７１】
例えば、上述した実施の形態において、合成皮革用の離型紙を加工品６０として製造する例を挙げたが、これに限られず、その他の用途に用いられる加工品６０を製造することも当然に可能である。
【００７２】
また、上述した実施の形態において、基部層３４の樹脂３６が反応硬化性樹脂である例を示したが、これに限られない。樹脂３６が反応硬化性でない樹脂から形成されていてもよい。このような変形例においても、めっき層３８により、表層部３８の凹凸形状をエンボス加工中に維持すること期待することができる。
【００７３】
さらに、上述した実施の形態において、基部層３４が金属粒子３５を含む例を示したが、これに限られず、基部層３４が金属粒子３５を含まず、例えば樹脂３６のみから形成されるようにしてもよい。このような変形例においても、めっき層３８により、表層部３８の凹凸形状をエンボス加工中に維持すること期待することができる。
【００７４】
さらに、上述した実施の形態において、基部層３４の樹脂３６が導電性である例を示したが、これに限られず、樹脂３６が非導電性であってもよい。このような変形例においても、樹脂３６の金属粒子をめっきの核として、めっき層３８を電解めっきにより形成することができる。
【００７５】
さらに、上述した実施の形態において、めっき層３８が電解めっきにより形成される例を示したが、これに限られず、例えば、めっき層３８が無電解めっきにより形成されてもよい。
【００７６】
さらに、上述した実施の形態において、空運転工程後に、硬化工程が実施され、さらにその後に、めっき工程が実施される例を示したが、これに限られない。例えば、めっき工程後に硬化工程が実施されるようにしてもよい。
【実施例】
【００７７】
実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
【００７８】
実施例に係るバックアップロールと、比較例に係るバックアップロールと、を準備し、これらの二つのバックアップロールをエンボス装置に組み込んだ。各エンボス装置には、互いに同一のエンボス型面を有したエンボスロールをそれぞれ組み込んだ。エンボスロールと、実施例に係るバックアップロールと、比較例に係るバックアップロールと、について以下に説明する。
【００７９】
二つのエンボス装置を用いて、原反に凹凸柄を形成して加工品を作製した。二つのエンボス装置について、エンボスロールのエンボス型面からバックアップロールの表層部への凹凸形状の転写効率と、３０，０００ｍの長さの加工品を作製した場合におけるエンボス装置の稼働率と、を比較した。
【００８０】
〔エンボスロール〕
合成皮革用の離型紙を加工品として製造するためのエンボスロールを用いた。エンボスロールのエンボス型面上の複数箇所において、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に準拠し、表面粗さを測定したところ、以下のようになった。
【００８１】
Ｒａ：１０μｍ以上２０μｍ以下
Ｒｚ：２０μｍ以上１００μｍ以下
Ｒｍａｘ：５００μｍ以下
【００８２】
エンボスロールの外径は３００ｍｍ程度であった。
【００８３】
〔実施例に係るバックアップロール〕
上述した実施の形態と同様に、心部材と、心部材上に設けられた表層部と、を有するバックアップロールを用いた。このバックアップロールの作製は、アルミニウム製の金属粒子と、金属粒子を結合するための樹脂と、から構成された基部層を有するロール基材を用いた。基部層の樹脂は、導電性および熱硬化性を有する熱硬化性銀ペーストとした。実施例に係るバックアップロールは、上述の実施の形態と同様に、ロール基材に対し、以下に説明する空運転工程を実施するとともに、その後に熱硬化性樹脂を硬化させる工程、さらに、電解めっきによりめっき層を形成する工程を施すことにより、準備した。したがって、得られたバックアップロールの表層部は、基部層と、基部層上に形成されためっき層と、を有するようにした。
【００８４】
金属粒子の平均粒径は、３００μｍ程度であった。金属粒子と反応硬化性樹脂との体積比率は、７：３であった。表層部の厚みは、７ｍｍ程度であった。また、めっき層をなす材料はクロムとし、めっき層の厚みは１０μｍとした。バックアップロールの外径は３００ｍｍ程度であった。
【００８５】
〔比較例に係るバックアップロール〕
心部材と、心部材上に設けられた表層部と、を有するバックアップロールを用いた。ただし、表層部は、紙や羊毛等の繊維を押し固めて構成されていた。
【００８６】
比較例に係るバックアップロールは、表層部の構成を除けば、実施例に係るバックアップロールと同様の構成とした。
【００８７】
〔転写効率の比較〕
各エンボス装置における空運転工程は、線圧１００ｋｇ／ｃｍ程度で、エンボスロールとバックアップロールとを互いに向けて押圧しながら実施した。目視で判断したところ、空運転工程中のニップ幅は１ｃｍ〜５ｃｍであった。空運転工程は、バックアップロールの外表面（実施例に係るバックアップロールについてはロール基材の基部層、比較例に係るバックアップロールについては表層部）が略一定の形状を有するようになるまで行った。結果として、実施例に係るバックアップロールおよび比較例に係るバックアップロールのいずれに対しても、一時間半程度の空運転を実施した。その後、実施例に係るバックアップロールについては、ロール基材の基部層を加熱して基部層の熱硬化性樹脂を硬化反応させ、さらに、ロール基材の基部層上に電解めっきによりめっき層を形成した。
【００８８】
各バックアップロールについて、表層部に形成された凹凸形状の算術平均粗さＲａを、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に準拠して測定した。
【００８９】
比較例に係るバックアップロールについては、表層部で測定された算術平均粗さは、エンボスロールのエンボス型面の対応する位置において測定された算術平均粗さから３５％程度低下していた。
【００９０】
一方、実施例に係るバックアップロールについては、表層部で測定された算術平均粗さは、エンボスロールのエンボス型面の対応する位置において測定された算術平均粗さから１１％程度だけ低下していた。すなわち、実施例に係るバックアップロールの表層部には、エンボスロールのエンボス型面に形成された凹凸形状が極めて精度良く転写されていた。なお、実施例に係るバックアップロールの表層部の粗さの測定は、空運転後に表層部を加熱して表層部の熱硬化性樹脂を硬化させ、さらに、電解めっきにより基部層上にめっき層を形成した後に、実施した。
【００９１】
〔稼働率の比較〕
以上のようにして準備されたバックアップロールを組み込んだエンボス装置により、原反に凹凸柄を転写して加工品（合成皮革用の離型紙）を作製した。エンボス装置によるエンボス加工工程中、原反に形成された凹凸柄の品質を適宜検査し、凹凸柄が一般的な水準の品質規格外となるまで平坦化していないかを確認しながら、３０，０００ｍの長さの原反に対して凹凸柄を形成し、３０，０００ｍ分の加工品を製造した。なお、凹凸柄の平坦化が確認された場合には、エンボス加工工程を中止して上述した空運転を行い、バックアップロールの表層部への型入れ（凹凸形状の再形成）を実施することとした。エンボスロールの回転速度、および、エンボスロールと同一の周速度で回転するバックアップロールの回転速度は、実施例に係るバックアップロールを用いる場合と、比較例に係るバックアップロールを用いる場合と、で同一とした。
【００９２】
比較例に係るバックアップロールを用いた場合、３〜４時間程度に一回の割合で、一回あたり一時間半を要する空運転（型入れ）を行う必要が生じた。一方、実施例に係るバックアップロールを用いた場合、３０，０００ｍの長さの原反を加工する間、空運転（型入れ）を行う必要は生じなかった。すなわち、３０，０００ｍの長さの原反を加工した後に確認したところ、バックアップロールの表層部に形成された凹凸形状はほとんど平坦化されていなかった。
【００９３】
結果として、実施例に係るバックアップロールを用いたエンボス装置においては、空運転工程、硬化工程およびめっき層形成工程を一度行った後に３０，０００ｍの長さの原反を加工する場合、言い換えると、３０，０００ｍの加工品を製造する場合、稼働率は１００％となった。一方、比較例に係るバックアップロールを用いたエンボス装置においては、空運転工程を一度行った後に３０，０００ｍの長さの原反を加工する場合、稼働率は、空運転工程を途中に頻繁に行う必要が生じたため、７０％程度となった。
【００９４】
また、１，５００ｍの長さの原反を加工した後に、バックアップロールの表面粗さを測定し、エンボス加工前に測定された表面粗さと比較した。実施例に係るバックアップロールについては、１，５００ｍの長さの原反を加工した後に計測された表層部の算術平均粗さが、加工前に計測された粗さと同一であった。一方、比較例に係るバックアップロールについては、１，５００ｍの長さの原反を加工した後に計測された表層部の算術平均粗さが、加工前に計測された粗さから７％程度も低下していた。
【符号の説明】
【００９５】
１０ エンボス装置
２０ エンボスロール
２５ エンボス型面
３０ バックアップロール
３２ 心部材
３３ 表層部
３４ 基部層
３５ 金属粒子
３６ 樹脂
３８ めっき層
４９ ロール基材
５０ 原反
５５ 凹凸柄
６０ 加工品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原反に凹凸柄を形成するエンボス装置であって、
前記原反に形成すべき凹凸柄に対応した凹凸形状を有するエンボス型面を、有するエンボスロールと、
前記エンボスロールに対向して配置され、前記エンボスロールとの間で前記原反を圧するようになるバックアップロールと、を備え、
前記バックアップロールは、心部材と、前記心部材上に設けられ、前記エンボスロールの前記エンボス型面と対面する表層部と、を有し、
前記表層部は、樹脂を含む基部層と、前記基部層上に形成されためっき層と、を有する
ことを特徴とするエンボス装置。
【請求項２】
前記基部層の前記樹脂は導電性を有し、
前記めっき層は、電解めっきにより前記基部層の前記導電性樹脂上に形成された層である
ことを特徴とする請求項１に記載のエンボス装置。
【請求項３】
前記基部層の前記樹脂は、硬化処理を施された反応硬化性の樹脂である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンボス装置。
【請求項４】
前記基部層は、前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含む
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンボス装置。
【請求項５】
原反に凹凸柄を形成するエンボス装置のエンボスロールに対向して配置されるバックアップロールであって、
心部材と、
心部材上に設けられた表層部であって、前記エンボスロールに形成されたエンボス型面と対面する表層部と、を備え、
前記表層部は、樹脂を含む基部層と、前記基部層上に形成されためっき層と、を有する
ことを特徴とするバックアップロール。
【請求項６】
請求項１に記載されたエンボス装置を用い、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造する製造方法であって、
前記エンボスロールと、前記基部層を形成された前記心部材と、を空運転させ、前記エンボスロールのエンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状を、前記前記基部層に形成する工程と、
凹凸形状を形成された前記基部層上にめっき層を形成して、前記バックアップロールを得る工程と、
前記原反を間に挟んだ状態で前記エンボスロールおよび前記バックアップロールを回転させ、前記原反に凹凸柄を形成する工程と、を備える
ことを特徴とする製造方法。
【請求項７】
前記基部層の前記樹脂は導電性を有し、
前記めっき工程において、前記めっき層は電解めっきにより前記基部層の導電性樹脂上に形成される
ことを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記基部層の前記樹脂は反応硬化性の樹脂であり、
前記製造方法は、前記空運転工程後に実施される工程であって、凹凸形状を形成された前記基部層の前記反応硬化性の樹脂を硬化させる硬化工程を、さらに備える
ことを特徴とする請求項６または７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記基部層は、前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含んでいる
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
請求項５に記載されたバックアップロールを製造する製造方法であって、
前記エンボスロールと、前記基部層を形成された前記心部材と、を空運転させ、前記エンボスロールのエンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状を、前記基部層に形成する工程と、
凹凸形状を形成された前記基部層上にめっき層を形成する工程と、を備える
ことを特徴とする製造方法。
【請求項１】
原反に凹凸柄を形成するエンボス装置であって、
前記原反に形成すべき凹凸柄に対応した凹凸形状を有するエンボス型面を、有するエンボスロールと、
前記エンボスロールに対向して配置され、前記エンボスロールとの間で前記原反を圧するようになるバックアップロールと、を備え、
前記バックアップロールは、心部材と、前記心部材上に設けられ、前記エンボスロールの前記エンボス型面と対面する表層部と、を有し、
前記表層部は、樹脂を含む基部層と、前記基部層上に形成されためっき層と、を有する
ことを特徴とするエンボス装置。
【請求項２】
前記基部層の前記樹脂は導電性を有し、
前記めっき層は、電解めっきにより前記基部層の前記導電性樹脂上に形成された層である
ことを特徴とする請求項１に記載のエンボス装置。
【請求項３】
前記基部層の前記樹脂は、硬化処理を施された反応硬化性の樹脂である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンボス装置。
【請求項４】
前記基部層は、前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含む
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンボス装置。
【請求項５】
原反に凹凸柄を形成するエンボス装置のエンボスロールに対向して配置されるバックアップロールであって、
心部材と、
心部材上に設けられた表層部であって、前記エンボスロールに形成されたエンボス型面と対面する表層部と、を備え、
前記表層部は、樹脂を含む基部層と、前記基部層上に形成されためっき層と、を有する
ことを特徴とするバックアップロール。
【請求項６】
請求項１に記載されたエンボス装置を用い、原反に凹凸柄を形成して加工品を製造する製造方法であって、
前記エンボスロールと、前記基部層を形成された前記心部材と、を空運転させ、前記エンボスロールのエンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状を、前記前記基部層に形成する工程と、
凹凸形状を形成された前記基部層上にめっき層を形成して、前記バックアップロールを得る工程と、
前記原反を間に挟んだ状態で前記エンボスロールおよび前記バックアップロールを回転させ、前記原反に凹凸柄を形成する工程と、を備える
ことを特徴とする製造方法。
【請求項７】
前記基部層の前記樹脂は導電性を有し、
前記めっき工程において、前記めっき層は電解めっきにより前記基部層の導電性樹脂上に形成される
ことを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記基部層の前記樹脂は反応硬化性の樹脂であり、
前記製造方法は、前記空運転工程後に実施される工程であって、凹凸形状を形成された前記基部層の前記反応硬化性の樹脂を硬化させる硬化工程を、さらに備える
ことを特徴とする請求項６または７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記基部層は、前記樹脂中に分散された金属粒子をさらに含んでいる
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
請求項５に記載されたバックアップロールを製造する製造方法であって、
前記エンボスロールと、前記基部層を形成された前記心部材と、を空運転させ、前記エンボスロールのエンボス型面の凹凸形状に対応した凹凸形状を、前記基部層に形成する工程と、
凹凸形状を形成された前記基部層上にめっき層を形成する工程と、を備える
ことを特徴とする製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２６０２３６（Ｐ２０１０−２６０２３６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２０７３（Ｐ２００９−１１２０７３）
【出願日】平成２１年５月１日（２００９．５．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１日（２００９．５．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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